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European NoVel Imaging Systems for ION therapy

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Modernste Bildgebung für Hadronentherapie bei Tumorerkrankungen

Die Hadronentherapie ist ein Verfahren der Strahlentherapie, bei denen Tumorzellen mit geladenen Teilchen (Ionen) bestrahlt und zerstört werden. Das Projekt ENVISION sollte nun Echtzeit-Bildgebungsmethoden für die präzise und vollständige Eliminierung des Tumors entwickeln.

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Im Gegensatz zu anderen strahlentherapeutischen Verfahren setzen Protonen und Ionen in der Hadronentherapie die meiste Energie am Ende ihres Weges frei. Auf diese Weise ist es möglich, eine zuvor identifizierte maligne Struktur tief im Innern des Körpers zu erreichen. Indem die Energie des einfallenden Teilchenstrahls eingestellt wird, kann der Strahl genau fokussiert werden, was vor allem umliegendes gesundes Gewebe schont. Für eine solche selektive Tumorbestrahlung werden sowohl vor als auch während der Behandlung modernste Bildgebungsverfahren benötigt, wie etwa Echtzeit-Bildgebung, die ein schnelles Feedback während der Verabreichung der Dosis ermöglicht. Das Projekt ENVISION (European novel imaging systems for ion therapy) entwickelte innovative Bildbearbeitungslösungen für die Hadronentherapie, um Sicherheit und Behandlungsergebnis zu verbessern und die Kosten dieser hochmodernen Strahlentherapie zu senken. Ein Konsortium aus 16 europäischen Forschungseinrichtungen und einem Industriepartner widmete sich im Detail den Problemen, die bei der Online-Dosiskontrolle auftreten können. Die Projektmitglieder entwickelten neuartige Bildgebungsmethoden für die Überwachung der Dosisabgabe und ermittelten zuverlässige Indikatoren für die abgegebene Dosis. Eine Echtzeit-Beobachtung war machbar, indem charakteristische Sekundäremissionen der Protonenstrahlen detektiert werden, die mit dem Gewebe interagieren. ENVISION machte außerdem beträchtliche Fortschritte bei der Weiterentwicklung bestehender Techniken wie der in-beam PET(Positronen-Emissionstomographie). Es förderte die klinische Implementierung innovativer Technologien wie der in-beam Einzelphotonen-Tomographie und führte auch Machbarkeitsstudien zu in-beam SPECT (Einzelphotonen-Emissionscomputertomographie) durch. Weiterhin wurde der vollständige Prototyp einer Gammakamera (knife-edge slit prompt gamma camera) entwickelt und konstruiert, der derzeit zusammen mit den beteiligten Kliniken evaluiert wird. Bei erfolgreichen Tests wird sich die Kamera als effektive Lösung zur Verbesserung der Behandlungsqualität erweisen. Die Forscher entwickelten und verglichen auch automatisierte Auswertungsmethoden für die Behandlungsergebnisse, optimierten das Design des Detektors und verbesserten die Bildgebungsprotokolle. Die vom ENVISION-Konsortium entwickelten Bildgebungsmethoden werden künftig dazu beitragen, Tumoren mit einzigartiger Präzision zu entfernen, was wiederum die Hadronentherapie als sichere und effiziente Methode in der Onkologie etablieren wird.

Schlüsselbegriffe

Bildgebung, Krebsmedikamente, Hadronentherapie, Tumorzellen, Echtzeit-Bildgebung, Ionentherapie

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